صفحه اصلی
ميكروسكوپ نوري
ديد كلي
با توجه به گسترش روز افزون ميكروسكوپها در شاخه‌هاي مختلف علوم پزشكي و صنعت هر روزه شاهد پيشرفتهاي مختلف در صنعت ميكروسكوپها مي‌باشيم. اين پيشرفتها شامل پيشرفت سيستم روزي طراحي اجزاي مكانيكي ، پايداري استحكام و راحتي در استفاده از آنها مي‌باشد. ميكروسكوپهاي نوري معمولي كه در تحقيقات بيولوژيكي و پزشكي بكار مي‌روند دو دسته مي‌باشند. يك دسته داراي چشمه نوري مجزا از ميكروسكوپ مي‌باشند و دسته دوم ميكروسكوپهايي مي‌باشند كه داراي چشمه نوري تعبيه شده در ميكروسكوپ مي‌باشند. ميكروسكوپهاي معمولي مدرن مورد استفاده از نوع دوم مي‌باشد و تقريبا ساخت و استفاده نوع اول منسوخ شده است.
اجزاي اصلي ميكروسكوپ نوري
پايه
يك قطعه شامل يك بخش پايين به صورتهاي مختلف و گاهي بصورت نعل اسبي مي‌باشد كه بر روي ميز محل مطالعه قرار مي‌گيرد. پايه داراي ستون مي‌باشد كه اجزا مختلف به آن متصل مي‌شود، وزن پايه نسبتا زياد است و اجزائي كه بر روي پايه سوارند عبارتند از: چشمه نور و حركت دهنده لوله ميكروسكوپ.
لوله
ميكروسكوپهاي مختلف تك چشمي (monocular) و يا دو چشمي (binocular) مي‌باشند، وقتي به مدت طولاني مي‌خواهيم از ميكروسكوپ استفاده كنيم دو چشمي بهتر است، چون مانع خستگي چشم مي‌باشد. لوله شامل دو گروه عدسي به نامهاي چشمي و شيئي است.
عدسيهاي شيئي
در ميكروسكوپهاي معمولي چهار عدسي شيئي بر روي صفحه چرخان نصب شده كه ويژگيهاي اين عدسيها بصورت زيرا است:
دو عدسي اول در حالت خشك و دو عدسي بعدي در حالت ايمرسيون روغني مورد استفاده قرار مي‌گيرند. وظيفه عدسي شئي تهيه تصوير بزرگ شده از شيئي مورد نظر است عدسيهاي شيئي وقتي به صورت خشك بكار مي‌روند، داراي N.Aزياد نمي‌باشند و لذا مدت تفكيك آنها است. استفاده از روش ايمرسيون روغني مي‌تواند موجب افزايش N.Aو افزايش روزلوشن شود. عدسيهاي شيئي معمولا بصورت عدسيهاي مركبمي‌باشند. كيفيت در عدسيهاي شيئي وابسته به شدت روشنايي تصوير مي‌توان تفكيك مي‌باشد.
عدسيهاي چشمي
وظايفي كه چشمي بر عهده دارند عبارتند از: بزرگ سازي تصوير معكوس حاصله از عدسي شيئي ، تشكيل تصوير مجازي از تصوير حاصله بوسيله عدسي شيئي ، اندازه گيري و سنجش اجزا واقع در تصوير. چشميها داراي انواع مختلفي مي‌باشند كه دو نوع معروف و معمول آنها عبارتند از چشمي هويگنس (Huygenian) و چشمي رامزدن (Ramsden). چشمي هويگنس متشكل از دو عدسي سطح محدب مي‌باشد كه يك طرف هر كدام مسطح و يكطرف محدب مي‌باشد.
در نوع هويگنس سطح محدب هر دو عدسي بطرف پايين مي‌باشد و بين اين دو عدسي ديافراگم قرار گرفته ، ديافراگم در محل كانون عدسي بالاي عدسي چشمي واقع است. عدسي پايين پرتوهاي رسيده از عدسي شي را جمع آوري نموده و در محل ديافراگم يا در نزديكي آن متمركز مي‌نمايد. عدسي چشمي اين تصوير را بزرگ نموده و البته بصورت يك تصوير مجازي بزرگ شده به چشم فرد مشاهده‌گر منتقل مي‌كند.
كار ديافراگم كاهش خيره كننده‌گي نور رسيده به چشم بيننده است.چشميهاي هويگنس به چشميهاي منفي معروفند و داراي بزرگنمايي10 و 5 مي‌باشند. چشمي هويگنس داراي قيمت نسبتا ارزان و كارايي مناسب مي‌باشد، اشكال عمده آن محدود بودن ميدان ديد و عدم تامين راحتي كافي براي چشم است. چشميهاي رامزدن به چشميهاي مثبت معروفند، اين چشميها با دقت خوبي انحرافات عدسيهاي آپكروماتيك را تصحيح مي‌نمايند.
سيستم روشنايي
ميكروسكوپها داراي محدوديتهاي متعددي مي‌باشند و ليكن در عمل اغلب روشنايي ميكروسكوپ موجب محدوديت اصلي مي‌شود. بنابراين تلاشهاي زيادي در تهيه روشنايي و روش تهيه روشنايي مناسب براي ميكروسكوپها گرديده است. پس تهيه نور مناسب مي‌تواند نقش اساسي در وضوح تصوير داشته باشد. روشني محيط نمي‌تواند براي تهيه تصوير مناسب و كافي باشد، لذا در تهيه روشنايي حتما بايد از لامپها و چشمه‌هاي مصنوعي نوري استفاده مي‌شود. لامپهاي مورد استفاده در ميكروسكوپها عبارتند از:
وظيفه كندانسور متمركز سازي نور بر روي نمونه مي‌باشد. كندانسور در زير Stageكه محل قرار‌‌‌گيري نمونه است واقع مي‌شود.
نور به صورت موج سينوسي پيوسته انتشار نمي‌يابد و ليكن مي‌توان تصور كرد كه يك فوتون همچون يك بار ولي با سرعت 300000 كيلومتر در ثانيه حركت مي‌كند. و چون اين ذرات بطور پي‌در‌پي در حال تعقيب يكديگرند، لذا در عمل راهي جز نمايش آنها به صورت يك موج پيوسته نيست. فوتونهاي نوري مي‌توانند داراي طول موجهاي متفاوتي باشند، رنگ نور بوسيله طول موج آن تعيين مي‌شود. مخلوط نورهاي مختلف موجب تحريك شبكيه چشممي‌شود كه انسان احساس رنگ سفيد مي‌نمايد.
اكثرا اشيايي كه توسط ميكروسكوپ مشاهده مي‌شوند نسبت به نور شفاف مي‌باشند و اجزاي آنها تنها وقتي قابل مشاهده مي‌باشند كه اين اجزا نسبت به زمينه داراي كنتراست (كنتراست در شدت و يا رنگ) باشند. وقتي كه نور سفيد به يك جسم قرمز بتابد، تمامي طول موجهاي موجود در نور سفيد بجز نور قرمز در آن جذب مي‌شود. بنابراين يك جسم با ناحيه قرمز را در يك زمينه سفيد بخاطر آنكه داراي كنتراست رنگي مي‌باشد مي‌توان ديد.
عدسي شيئي در ميكروسكوپ كه يك عدسي همگرا با فاصله كانوني كوچك است، تصوير حقيقي و وارونه و بزرگتر از شيئ را تشكيل مي‌دهد. براي اين منظور شيئ بايد بين كانون عدسي شيئي و قرار گيرد، توان عدسي شيئي بزرگتر از توان عدسي چشمي است و تصوير اول را بزرگتر مي‌كند (عدسي چشمي مثل ذره بين عمل مي‌كند) و تصوير حاصل از عدسي شيئي بايد در فاصله كانوني عدسي چشمي باشد. از اين شيئ ، تصوير مجازي نهايي تشكيل مي‌شود كه بزرگتر است.
با توجه به گسترش روز افزون ميكروسكوپها در شاخه‌هاي مختلف علوم پزشكي و صنعت هر روزه شاهد پيشرفتهاي مختلف در صنعت ميكروسكوپها مي‌باشيم. اين پيشرفتها شامل پيشرفت سيستم روزي طراحي اجزاي مكانيكي ، پايداري استحكام و راحتي در استفاده از آنها مي‌باشد. ميكروسكوپهاي نوري معمولي كه در تحقيقات بيولوژيكي و پزشكي بكار مي‌روند دو دسته مي‌باشند. يك دسته داراي چشمه نوري مجزا از ميكروسكوپ مي‌باشند و دسته دوم ميكروسكوپهايي مي‌باشند كه داراي چشمه نوري تعبيه شده در ميكروسكوپ مي‌باشند. ميكروسكوپهاي معمولي مدرن مورد استفاده از نوع دوم مي‌باشد و تقريبا ساخت و استفاده نوع اول منسوخ شده است.
اجزاي اصلي ميكروسكوپ نوري
پايه
يك قطعه شامل يك بخش پايين به صورتهاي مختلف و گاهي بصورت نعل اسبي مي‌باشد كه بر روي ميز محل مطالعه قرار مي‌گيرد. پايه داراي ستون مي‌باشد كه اجزا مختلف به آن متصل مي‌شود، وزن پايه نسبتا زياد است و اجزائي كه بر روي پايه سوارند عبارتند از: چشمه نور و حركت دهنده لوله ميكروسكوپ.
لوله
ميكروسكوپهاي مختلف تك چشمي (monocular) و يا دو چشمي (binocular) مي‌باشند، وقتي به مدت طولاني مي‌خواهيم از ميكروسكوپ استفاده كنيم دو چشمي بهتر است، چون مانع خستگي چشم مي‌باشد. لوله شامل دو گروه عدسي به نامهاي چشمي و شيئي است.
عدسيهاي شيئي
در ميكروسكوپهاي معمولي چهار عدسي شيئي بر روي صفحه چرخان نصب شده كه ويژگيهاي اين عدسيها بصورت زيرا است:
|
||||||||||||||||
دو عدسي اول در حالت خشك و دو عدسي بعدي در حالت ايمرسيون روغني مورد استفاده قرار مي‌گيرند. وظيفه عدسي شئي تهيه تصوير بزرگ شده از شيئي مورد نظر است عدسيهاي شيئي وقتي به صورت خشك بكار مي‌روند، داراي N.Aزياد نمي‌باشند و لذا مدت تفكيك آنها است. استفاده از روش ايمرسيون روغني مي‌تواند موجب افزايش N.Aو افزايش روزلوشن شود. عدسيهاي شيئي معمولا بصورت عدسيهاي مركبمي‌باشند. كيفيت در عدسيهاي شيئي وابسته به شدت روشنايي تصوير مي‌توان تفكيك مي‌باشد.
عدسيهاي چشمي
وظايفي كه چشمي بر عهده دارند عبارتند از: بزرگ سازي تصوير معكوس حاصله از عدسي شيئي ، تشكيل تصوير مجازي از تصوير حاصله بوسيله عدسي شيئي ، اندازه گيري و سنجش اجزا واقع در تصوير. چشميها داراي انواع مختلفي مي‌باشند كه دو نوع معروف و معمول آنها عبارتند از چشمي هويگنس (Huygenian) و چشمي رامزدن (Ramsden). چشمي هويگنس متشكل از دو عدسي سطح محدب مي‌باشد كه يك طرف هر كدام مسطح و يكطرف محدب مي‌باشد.
در نوع هويگنس سطح محدب هر دو عدسي بطرف پايين مي‌باشد و بين اين دو عدسي ديافراگم قرار گرفته ، ديافراگم در محل كانون عدسي بالاي عدسي چشمي واقع است. عدسي پايين پرتوهاي رسيده از عدسي شي را جمع آوري نموده و در محل ديافراگم يا در نزديكي آن متمركز مي‌نمايد. عدسي چشمي اين تصوير را بزرگ نموده و البته بصورت يك تصوير مجازي بزرگ شده به چشم فرد مشاهده‌گر منتقل مي‌كند.
كار ديافراگم كاهش خيره كننده‌گي نور رسيده به چشم بيننده است.چشميهاي هويگنس به چشميهاي منفي معروفند و داراي بزرگنمايي10 و 5 مي‌باشند. چشمي هويگنس داراي قيمت نسبتا ارزان و كارايي مناسب مي‌باشد، اشكال عمده آن محدود بودن ميدان ديد و عدم تامين راحتي كافي براي چشم است. چشميهاي رامزدن به چشميهاي مثبت معروفند، اين چشميها با دقت خوبي انحرافات عدسيهاي آپكروماتيك را تصحيح مي‌نمايند.
سيستم روشنايي
ميكروسكوپها داراي محدوديتهاي متعددي مي‌باشند و ليكن در عمل اغلب روشنايي ميكروسكوپ موجب محدوديت اصلي مي‌شود. بنابراين تلاشهاي زيادي در تهيه روشنايي و روش تهيه روشنايي مناسب براي ميكروسكوپها گرديده است. پس تهيه نور مناسب مي‌تواند نقش اساسي در وضوح تصوير داشته باشد. روشني محيط نمي‌تواند براي تهيه تصوير مناسب و كافي باشد، لذا در تهيه روشنايي حتما بايد از لامپها و چشمه‌هاي مصنوعي نوري استفاده مي‌شود. لامپهاي مورد استفاده در ميكروسكوپها عبارتند از:
- لامپ هالوژن:اين لامپ نور سفيد ايجاد مي‌كند و متشكل از يك رشته تنگستن در گاز هالوژن مي‌باشد. حاصلضرب شدت نور حاصله در طول عمر اين لامپ تقريبا ثابت است. از لحاظ قيمت در مقايسه با لامپ جيوه و گزنون ارزانتر مي‌باشد و براي كارهاي فتوميكروگرافي مفيد است.
- لامپ تنگستن:اين لامپها در ميكروسكوپهاي ارزان قيمت و آموزشي بكار مي‌روند.
- لامپ گزنون:اين نوع لامپ يك لامپ تخليه الكتريكي است. اين لامپها داراي پايداري بيشتري نسبت به لامپهاي جيوه‌اي مي‌باشند.
- لامپ جيوه‌اي:اين لامپ همانند لامپ گزنون از طريق تخليه الكتريكي ايجاد نور مي‌نمايد. لامپ جيوه‌اي حاوي مقدار كمي جيوه است كه در اثر يونيزه شدن هواي داخل لامپ ، يونهاي توليد شده موجب تبخير و يونيزه شدن جيوه‌ها مي‌شوند.
وظيفه كندانسور متمركز سازي نور بر روي نمونه مي‌باشد. كندانسور در زير Stageكه محل قرار‌‌‌گيري نمونه است واقع مي‌شود.
- كندانسور آبه:اين نوع كندانسور عموما در ميكروسكوپهاي معمولي بكار مي‌روند. در اين نوع كندانسورها دو عدسي بكار رفته است و داراي قيمت ارزان مي‌باشند. اين كندانسورها با عدسيهاي شيئي و آكرومات CFبا بزرگنمايي 4xتا 100xبراي مشاهدات عمومي و كاربردهاي تشخص مفيد مي‌باشند.
- كندانسور با عدسي متحرك:اين كندانسور براي فتوميكروگرافي همراه با عدسيهاي شيئي و پلن آكرومات از نوع CFمفيد مي‌باشند.
- كندانسور آكرومات:اين گروه كندانسور در مشاهدات و فتوميكروگرافي مورد استفاده قرار مي‌گيرد اين نوع كندانسور با عدسيهاي شيئي 4xتا 100xمي‌تواند بكار رود.
- كندانسور آكرومات - آپلانت:اين نوع كندانسور را پايه همراه با عدسي هاي شيئي آپوكرومات بكار برد اين كندانسور ها براي فتوميكروگرافي جهت تصويرگيري از اجزا بسيار ريز بسيار مفيد مي باشد.
- كندانسور جهت عدسيهاي شيئي با توان كم ، كه اين نوع كندانسور معمولا در بزرگنماييهاي بسيار پايين مثل عدسي شيئي با بزرگنمايي 4xتا 460xمفيد هستند.
نور به صورت موج سينوسي پيوسته انتشار نمي‌يابد و ليكن مي‌توان تصور كرد كه يك فوتون همچون يك بار ولي با سرعت 300000 كيلومتر در ثانيه حركت مي‌كند. و چون اين ذرات بطور پي‌در‌پي در حال تعقيب يكديگرند، لذا در عمل راهي جز نمايش آنها به صورت يك موج پيوسته نيست. فوتونهاي نوري مي‌توانند داراي طول موجهاي متفاوتي باشند، رنگ نور بوسيله طول موج آن تعيين مي‌شود. مخلوط نورهاي مختلف موجب تحريك شبكيه چشممي‌شود كه انسان احساس رنگ سفيد مي‌نمايد.
اكثرا اشيايي كه توسط ميكروسكوپ مشاهده مي‌شوند نسبت به نور شفاف مي‌باشند و اجزاي آنها تنها وقتي قابل مشاهده مي‌باشند كه اين اجزا نسبت به زمينه داراي كنتراست (كنتراست در شدت و يا رنگ) باشند. وقتي كه نور سفيد به يك جسم قرمز بتابد، تمامي طول موجهاي موجود در نور سفيد بجز نور قرمز در آن جذب مي‌شود. بنابراين يك جسم با ناحيه قرمز را در يك زمينه سفيد بخاطر آنكه داراي كنتراست رنگي مي‌باشد مي‌توان ديد.
عدسي شيئي در ميكروسكوپ كه يك عدسي همگرا با فاصله كانوني كوچك است، تصوير حقيقي و وارونه و بزرگتر از شيئ را تشكيل مي‌دهد. براي اين منظور شيئ بايد بين كانون عدسي شيئي و قرار گيرد، توان عدسي شيئي بزرگتر از توان عدسي چشمي است و تصوير اول را بزرگتر مي‌كند (عدسي چشمي مثل ذره بين عمل مي‌كند) و تصوير حاصل از عدسي شيئي بايد در فاصله كانوني عدسي چشمي باشد. از اين شيئ ، تصوير مجازي نهايي تشكيل مي‌شود كه بزرگتر است.